城市道路雨污水管道修復技術研究

陳 杰 景袁媛

（林同棪國際工程咨詢（中國）有限公司 重慶 401121）

1 柔性管道的特性

按照《給排水管道施工驗收技術規范》，柔性管道指管體或者接口柔性的管道，前者是如HDPE雙壁波紋管、鋼帶纏繞管、玻璃鋼夾砂管等塑料類管道，后者如柔性接口的球墨鑄鐵管等。通常工程中所說柔性管道，更多的指前者。

本文研究對象為“HDPE雙壁波紋管”和“玻璃鋼夾砂管”，均為管體柔性管道。

2 柔性管道病害的主要原因

2.1 施工回填

柔性管道的回填是關鍵，特別是是三角區和胸腔的回填密實度要達到設計要求（93～95%）。最常見的問題是回填密實度達不到要求；其次是回填材料不符合要求。其結果是：管側無抗荷能力，荷載集中在管頂，柔性管道變形超標，以致破裂；局部被尖銳石塊頂變形甚至頂穿。

2.2 基礎處理

柔性管道基礎承載力不夠或者處理不符合要求，將導致管道的不均勻沉降。其結果是：管道標高、坡度不符合要求；管道出現縱向下凹，影響通水能力；局部橫向錯位甚至斷裂現象，特別是檢查井口的交接部位，最容易出現管道剪斷現象。

2.3 管道質量

管道剛度不夠，抵抗荷載抗變形能力不夠；柔性不夠，承受變形幅度較小就破壞失效；脆性大，抗沖擊不夠，施工過程中容易被擊穿。

3 柔性管道病害判定與風險分析

3.1 病害的判定

新建管道《給水排水管道工程施工及驗收規范標準》，和陳舊管道《城鎮排水管道檢測與評估技術規程》，對病害的判定標準有一定的差異，陳舊管道的判定是基于管區回填土已經穩定后，“土拱”形成等條件下的整體結構的穩定性考慮。但兩種規范對修復后的驗收標準是一致的。

變形、破壞、破裂等概念的區別。從管道自身結構來說，管道變形達到管頂出現“曲率反轉”，即管頂下凹，管道已經沒有能力承受外界荷載，則視為管道已經破壞。

3.2 風險分析

包括環境風險及安全風險。環境風險指污水泄漏環境污染的風險；安全風險指泄露、淘空、坍塌等危險。

4 某城市主干道雨污水管網結構修復方案

目前，國內常用的管道修復技術主要分為開挖法和非開挖法兩大類。

修復管段所處道路位于某高新技術產業園中心，是該產業園對外的交通干道，道路主線長約1400m。該路段排水管網管齡較低，管道斷面為d400～d2000，由于基礎沉降、回填質量等各種原因造成其出現多處變形、破裂、脫節的狀況，已影響其正常的排水功能。

4.1 修復目標

恢復該路段排水管網的基本排水功能，保證其具有較長的剩余使用年限。

4.2 修復試驗段的選取

修復管段所在道路路幅寬度為32m，道路兩側各有寬度為3m的綠化帶和寬度為5m的人行道，人流量較大，開挖法與非開挖法均能適用于受損管段。因此，將經濟性和修復效果作為管道修復方法的主要選擇標準。

選取兩個管徑與管材都不相同的管段作為試驗段，第一段為玻璃鋼管DN1600～DN2000，總長約1400m；第二段為HDPE雙壁波紋管DN400～DN600，總長約 1300m。

4.3 試驗段一

4.3.1 概況

表1 試驗段一管道病害概況一覽表

4.3 .2修復方案

（1）玻璃鋼夾砂管輕度破裂的修復方案

針對尖銳物體頂壓造成管道局部破裂等情況，采用挖補工藝進行修復。

工藝：病害復測→支撐→管內壁清洗→定位畫線→切割→無堿紗、樹脂手糊修補→烘干→打磨→樹脂封閉。

機具：發電機、磨光機、磨頭機、切割機、吹風機、風扇、千斤頂、潛水泵、馬克筆、膠刷等。

（2）玻璃鋼夾砂管脫節的修復方案

①填充法：如果是管道接口因變形拉脫，縫隙較小時，可采用管內對縫隙進行填充等方法進行修復。

工藝：病害復測→管內清洗→手糊填充嵌縫→烘干→打磨→樹脂封閉，如圖1所示。

機具：風扇、清洗機、馬克筆、切割機、吹風機、打磨機、膠刷、照明燈、注塑機、剪刀等。

圖1 填充法工藝流程圖

②開挖纏繞：采用人工開挖，更換局部管節，手糊纏繞連接工藝修復。

工藝：病害復測定位→人工開挖→確定管段割接位置長度→管內支撐→管段切割取出→新管段吊裝就位→接口手糊纏繞連接→固化→內縫處理→內縫烘干打磨→樹脂封閉→管溝回填→地面恢復，如圖2所示。

機具：吊裝機械、發電機、磨光機、磨頭機、切割機、吹風機、風扇、千斤頂、潛水泵、馬克筆、膠刷等。

圖2 開挖纏繞法工藝流程圖

③管片內糊：非開挖，管內暗作工藝，管片加補縫加固。

工藝：病害復測定位→管內清洗→畫線→支撐→管內管段切割、管區填土清理→管片準備（同規格管段切割為等弧度三片）→管箍就位→管片就位→管內手糊嵌縫加固→烘干→打磨→樹脂封閉，如圖3所示。

機具：同方案二。

圖3 管片內糊法工藝流程圖

4.3 .3方案比較

表2 試驗段一管道修復方案對比表

因本工程玻璃鋼夾砂管病害僅僅是局部問題，影響范圍小，采用方案二，即局部開挖更換，能夠徹底排除隱患。

4.4 試驗段二

4.4.1 概況

本試驗段均為HDPE雙壁波紋管，從檢測報告看，主要是變形（BX）及破裂（PL）兩種病害。

4.4.2 修復方案

本試驗段管徑小于等于DN600，不適合采用人工頂管方式施工。擬對如下兩種工藝進行對比。

（1）局部開挖法：即采用開挖方式，切除病害管道，用新管道予以替換。

表3 試驗段二管道修復方案對比表

工藝：根據檢測資料復測定位→人工開挖→判斷更新長度及方式→破損管段拆除→新管段安裝（密封圈承插法，或熱縮套連接法）→管溝回填→地面恢復，如圖4所示。

圖4 管片內糊法工藝流程圖

機具：挖掘裝備、吊裝帶或繩索、手搬葫蘆、噴火焊槍、天然氣罐。（2）非開挖——拖拉管法

工藝：即采用拖拉管施工工藝，在原管位拖入一根同內徑的PE管，代替原有管道功能：在管段兩端設置工作井，利用碎管機、脹管機或其它設備將原管道破碎并擠入周圍填土中，再用拖管機將滿足設計參數PE管拖入管腔，逐段切割就位，對管道與檢查井縫隙進行填塞。

機具：碎管機、脹管機、拖管機、切割機、打磨機等

（3）非開挖的其它改造工藝

管道非開挖修復尚有：穿插法、原位固定法（CIPP）、折疊內襯法等方法，均為全線整體改造，因本工程管道變形量普遍很大，管腔空間異形，以上方法均無法施工。

4.4.3 方案比較

表4 試驗段二管道修復方案對比表

綜合以上分析，鑒于本工程的實際情況及修復目標，采用方案一，即局部開挖更換法進行修復。

5 經濟分析

在上述技術分析的基礎之上，對修復方案進行進一步的經濟分析，兩種管道的修復費用都較低，對比兩者造價不難發現每延米綜合單價差主要是產生于管材（管徑相差大）單價的差別，例如DN2000的管道修復8600元/m，DN500的管道修復5400元/m。

6 結語

在當下我國城市內澇頻發的形勢下，排水管網的建設與維護尤為重要。本研究根據不同的管道材質和病害類型，綜合考量經濟與技術的可行性，選擇了局部開挖更換的方法對管道進行修復。由于這種方法造價較低的特點，使其能夠得到廣泛應用，但在施工過程中，對道路的交通帶來了極大的不便，圍隔人行道也給行人造成了一定的安全隱患。建議在經濟是受限的情況下或處于非交通要道、人流量較少的路段可采用開挖修復技術；另外，鑒于非開挖修復技術的優越性，在今后的工作中應當優先考慮其適用可能。

[1]鄭瑞東.上海市排水管道CCTV檢測評價技術研究[D].同濟大學，2006.

[2]白玉臣．淺議排水管道損壞與修復[J]．科技創新導報，2008（13）．

[3]王 歡，等．非開挖管道修復技術的探討[J]．非開挖技術，2007（1）.

[4]王中柱，李田.城市排水管道開挖與非開挖修復的綜合成本分析[J].給水排水，2008（06）.

[5]楊 卉.城市排水管網的管理養護技術探討[J].天津科技，2011（03）.